采用粉末冶金法制备Ag_2MoO_4/Ag自润滑涂层及其性能研究

由于Ag_2MoO_4在100℃～600℃温度范围内具有良好的润滑性能以及良好的高温稳定性,本文采用高能球磨和粉末冶金技术制备以Ag_2MoO_4和Ag为复合润滑相的试样,并研究了室温时,润滑相含量对试样摩擦磨损性能的影响。研究表明:随着润滑相含量增加,烧结试样孔隙率明显降低;但当润滑相含量增加到15%以后,孔隙率降低不明显。常温时的摩擦实验表明:在润滑相含量(Ag_2MoO_4-Ag)从5%增加到20%时,试样的摩擦系数随之降低;但是当润滑相含量增加到15%后,润滑相含量的增加对摩擦系数影响不明显。同时,随着润滑相含量增加,试样摩擦磨损形貌更优,表面磨屑、犁沟更少,更有利于润滑膜形成。试样中润滑相(Ag2MoO4-Ag)含量为15%时其摩擦性能最佳。     

剂量对润滑条件下氮离子注入316L不锈钢摩擦学行为的影响

氮化钢零件在工业上获得了广泛应用，但表面N含量对其在润滑条件下摩擦学行为的影响规律及其机理认识不够清楚. 通过改变剂量调控316L不锈钢氮离子注入试样表面N含量，研究了剂量对其在润滑条件下摩擦磨损性能的影响规律及其机理，结果对润滑条件下氮化钢零件应用具有重要意义. 研究结果发现:剂量从0增加到2×1017 N+/cm2时，边界润滑条件下注入试样的摩擦系数和磨损率以及对摩球磨损率明显降低，且在二烷基二硫代磷酸锌润滑条件下氮离子注入对摩擦磨损性能的改善更为显著；其作用机理为试样表面较高的N含量使二烷基二硫代磷酸锌在摩擦过程中生成链长更短、硬度更高的玻璃态磷酸盐聚合物. 但进一步增大剂量对注入试样的摩擦磨损性能影响不大.      

干摩擦及水或油润滑下TiC（N）—Al2O3陶瓷／不锈钢摩擦副的磨损性能研究

用环－块磨损试验机对ＴｉＣ（Ｎ）－Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷／不锈钢摩擦副的磨损２性能进行了试验研究。结果表明，分别在摩擦和水或２０＃机械油润滑条件下，陶瓷与不锈钢的磨损质量损失都是随着载荷速度的增加而快速 增大，而且试件在水或油润滑下的磨损２值反而比在干摩擦同。     

几种铝锡硅铜合金的摩擦磨损特性

采用环－块摩擦磨损试验机，考察了含Ｓｉ质量分数为１％～５％的Ａｌ－２０Ｓｎ－Ｓｉ－１Ｃｕ合金及传统的Ａｌ－２０Ｓｎ－１Ｃｕ合金的摩擦磨损性能．结果表明：几种Ａｌ－２０Ｓｎ－Ｓｉ－１Ｃｕ合金的磨损率低于Ａｌ－２０Ｓｎ－１Ｃｕ合金的磨损率，并且随Ｓｉ含量的增加而降低．干摩擦时，摩擦因数随Ｓｉ含量的增加无明显变化；油润滑时摩擦因数则随Ｓｉ含量的增加而略微减小．两类合金的摩擦因数均随滑动速度的增加而减小，随摩擦时间的增加先增加后减小并趋于稳定．磨损表面的ＳＥＭ分析表明：Ａｌ－２０Ｓｎ－Ｓｉ－１Ｃｕ合金在干摩擦下的磨损机制主要是磨粒磨损和氧化磨损，而Ａｌ－２０Ｓｎ－１Ｃｕ合金则包括粘着、疲劳及磨粒磨损等多种形式．在油润滑下，两者的磨损机理则分别为犁削作用和疲劳磨损及分层磨损．     

润滑油添加剂对MC尼龙油润滑摩擦学性能的影响

利用ＭＭ－２００型磨损试验机,考察了润滑油添加剂二烷基二硫代磷酸锌（ＺＤＤＰ）对ＭＣ尼龙－ＭＣ尼龙摩擦副油润滑摩擦磨损性能的影响,研究发现,在摩擦过程中作为液体石蜡添加剂的ＺＤＤＰ不和ＭＣ尼龙表面发生摩擦化学反应,而是以物理吸附或化学吸附的方式附着于ＭＣ尼龙表面;该吸附膜对ＭＣ尼龙－ＭＣ尼龙摩擦副的摩擦性能有一定的影响,但对其耐磨性影响不大。     

黏度、极性及配副因素在DLC薄膜固液复合设计中的影响

本文中系统研究了类金刚石(Diamond-like carbon,简称DLC)固体润滑薄膜与一系列不同黏度的烷烃、醇类液体润滑介质的复合润滑性能,并深入探讨了介质黏度、极性及摩擦配副在固液复合设计中的影响规律.我们发现所用DLC薄膜在所考察润滑介质中均表现出较好的稳定性及亲和性,而摩擦行为则呈现较大的差异:在非极性烷烃化合物润滑环境下,DLC/DLC和钢/钢摩擦副的摩擦系数随介质黏度的增加改变不大,钢/DLC摩擦副的摩擦系数则随着介质黏度的升高而逐渐降低;在极性的醇类介质中,钢/钢摩擦副的摩擦系数随着介质黏度的增大先下降后急剧上升,而钢/DLC和DLC/DLC摩擦副的摩擦系数随介质黏度的升高而降低.总之,介质黏度、极性和摩擦配副对体系润滑行为有很大影响,在进行固液复合润滑体系设计时,需综合考虑三者的相互作用关系.     

非离子表面活性剂体系层状液晶中硫化锌纳米颗粒的抗磨性

利用层状液晶中溶剂厚度的限定性,在ＴｒｉｔｏｎＸ－１００／Ｃ１０Ｈ２１ＯＨ／Ｈ２Ｏ体系层状液晶中,分别各以０．１ｍｏｌ／Ｌ的Ｚｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２和Ｎａ２Ｓ水溶液代替组分水制备出粒径约为１０ｎｍＺｎＳ颗粒,并对层状液晶中ＺｎＳ纳米颗粒的抗磨性能进行了研究,结果表明,ＺｎＳ纳米颗粒能提高ＴｒｉｔｏｎＸ－１０Ｃ１０Ｈ２１ＯＨ／Ｈ２Ｏ体系层状液晶的抗磨性,但对极压性能无影响。     

石墨含量对纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用湿法工艺制备不同石墨含量的纸基摩擦材料,通过惯量试验方法研究石墨含量对纸基摩擦材料的力矩曲线及动、静摩擦系数和磨损率的影响规律;利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌并分析其磨损机理.结果表明:随着石墨含量增加,摩擦力矩曲线尾部翘起程度减小,趋于平整;动、静摩擦系数降低,磨损率减小;不含石墨的纸基摩擦材料的磨损表面分布着尺寸较大磨粒且出现微裂纹;随着石墨含量增加,摩擦表面形成了润滑性能良好的固体润滑膜,从而降低了材料的磨损率.     

牙科用抗菌性义齿基托材料的摩擦磨损性能研究

在UMT-2MT型摩擦磨损试验机上,采用往复运动形式考察了牙科用抗菌性义齿基托材料的摩擦磨损性能,探讨在干摩擦和人工唾液润滑状态下抗菌性义齿基托材料的摩擦磨损性能.结果表明:在干摩擦条件下,随着抗菌剂含量的增加,义齿基托的摩擦系数逐渐升高,磨损深度逐渐减小,其磨损机制由粘着磨损和疲劳磨损共存转变为以疲劳磨损为主;在人工唾液环境中,抗菌剂含量对于义齿基托摩擦系数的影响并不明显,磨损深度随抗菌剂含量的增加明显减小,这可能与聚合物表面吸附水并形成保护膜有关,其磨损机制与干摩擦情况下基本一致.综合考虑不同比例抗菌剂对其摩擦磨损性能的影响,结合以前的抗菌性试验,抗菌剂的最佳添加量为2%.     

添加剂与铝合金的相互作用研究：Ⅰ.静态反应膜及油润滑下的摩擦 …

静态下分别于２５℃，９０℃及１８０℃下进行硫化异丁烯，亚磷酸二正丁酯，ＳＯ＋ＤＢＰ的混合物（质量比２０：１），二烷基二硫代磷酸锌（ＺＤＤＰ）及十二酸（ＬＡ）５种添加剂均以质量分数为２％的比例添加到液体石蜡（ＬＰ）中与铝合金进行油浸试验。用动－静摩擦系数精密测定仪评价了在铝合金表面上所形成的静态反应膜的摩擦磨损行为，并考察了上述添加剂在ＬＰ中对铝合金－钢摩擦副的润滑作用。结果表明：静态反膜的摩擦磨损     

磨合过程中液体润滑实现超低摩擦的混合模型研究

针对球-盘滑动试验,在磨合过程中获得超低摩擦的液体润滑状态,建立耦合流体润滑、粗糙接触力学、Archard磨损方程和相关物理参数(液体黏度、表面粗糙度和磨损系数)时变函数的混合模型,研究磨合过程中液体润滑的摩擦系数演化. 通过数值模拟结果可知:在磨合过程中,润滑介质等效黏度增大,形成流体动压润滑薄膜,有效隔开粗糙表面;其次在磨合过程中,新生成的表面粗糙度降低,减少粗糙峰承载比,实现超低摩擦润滑状态;最后在适当的液体黏度和提高表界面效应减少边界摩擦系数,可进一步实现液体超低摩擦润滑状态. 为磨合过程宏观液体润滑性能演化所建立的混合数值模型对提高液体润滑超低摩擦设计效率具有重要价值意义.      

润滑条件下金刚石薄膜及石墨／金刚石复合薄膜的摩擦学性能

利用SRV摩擦磨损试验机对比考察了液体石蜡润滑时硬质合金基体上金刚石薄膜和石墨 /金刚石复合薄膜的摩擦学性能 ,采用扫描电子显微镜对试样和磨痕表面形貌进行了观察分析 ,并进而探讨了磨损机理 .结果表明 ,在润滑条件下 ,石墨 /金刚石复合薄膜的摩擦系数和磨损体积损失均较金刚石薄膜的小 ,金刚石薄膜和石墨 /金刚石复合薄膜的主要磨损机理均为亚微断裂磨损 ,而石墨膜可以有效地减轻亚微断裂磨损     

水基MWCNTs/MoS2复合纳米流体的摩擦学性能研究

使用离子液体[EMIm]BF₄分散多壁碳纳米管(MWCNTs),再以[EMIm]BF₄-阿拉伯树胶(GA)为添加剂分散二硫化钼(MoS₂),二者的水溶液复配得到复合纳米流体. 采用拉曼光谱分析了MWCNTs的改性度,通过吸光度和粒度对复合纳米流体的分散与悬浮稳定性进行了表征. 对不同纳米颗粒配比的复合纳米流体润湿性能和摩擦学性能进行测试,结果表明:MWCNTs和MoS₂质量分数为0.6%、1.2%时复合纳米流体的铺展成膜能力最好,其接触角约为63.04°,相比于去离子水降低了23.55%. 摩擦磨损测试结果也表明此配比下的减摩抗磨性能最佳,平均摩擦系数为0.073,比去离子水降低了61.98%,同时体积磨损率降低了67.87%. 磨痕形貌观测表明,最优配比下磨痕浅,且表面光滑、无犁沟. X射线光电子能谱(XPS)表明MWCNTs和MoS₂共同参与摩擦并在基底成膜,由此协同实现了高效润滑.      

Ti(C,N)基金属陶瓷磨损机理的研究

研究了Ｔｉ（Ｃ,Ｎ）基金属陶瓷的磨损特性,结果表明,其摩擦学性能优良,耐磨性随占结相Ｎｉ的增加而降低,在干摩擦下其磨损机理同为粘着磨损及硬质相剥落,随Ｎｉ含量的减少,金属陶瓷的粘着减轻,在油润滑条件下,金属陶瓷的磨损机理是犁削及硬质相剥落。     

润滑介质对单晶硅相变与脆塑行为的影响

研究了分别在十五烷、无水乙醇和蒸馏水润滑下单晶硅的摩擦磨损行为及其相变和脆塑行为.结果表明:在十五烷润滑下单晶硅的摩擦系数和磨损体积损失最低,而在蒸馏水润滑下的摩擦系数和磨损体积损失最大;单晶硅在非极性溶剂十五烷润滑下发生明显的Si-I→a-Si相变,磨损表面光滑并呈现明显的金属塑性特征;单晶硅在无水乙醇润滑下发生轻度Si-I→a-Si相变,磨损表面特征为微弱的塑性变形和微断裂共存;在蒸馏水润滑下,单晶硅发生轻度的Si-I→Si-III相变,磨损表面变得粗糙并伴有大量微断裂;润滑介质的极性是影响单晶硅磨损表面相变和脆塑行为的主要因素之一.     

On rod-like polymers

Recent work on suspensions of rigid rod particles and molecules has prompted a search for some water soluble rigid-rod polymers and for a quick test of rod likeness.The existence of a liquid crystal phase is a good indication of the rod likeness of a polymer. A convenient, fast test for a liquid crystal phase involves drying of a small dilute sample of the polymer solution which is sandwiched between a glass slide and coverslip. The resulting sample is then examined by polarised light microscopy.The chemical structure of gums has lead to an examination of several samples of plant gums. A cheap, safe gum derived from seaweed (-carrageenan) was found to be rod-like in aqueous solution; -carrageenan exhibits a liquid crystal phase at a concentration of 12.5 g/100 ml. A liquid crystal phase is not observed in gums with linear backbones which have even short branches, leading to the conclusion that these can not be regarded as being rod-like in solution.     

Anti-electroviscous effect of near-surface 5CB liquid crystal and its boundary lubrication property

The rheological properties of the near-surface 5CB (4-pentyl-4′-cyanobiphenyl) liquid crystal (LC) under an external electric field (EEF) are investigated using a dynamic quartz crystal microbalance (QCM). The real-time film-forming process and shearing response of the EEF-induced absorbed LC liquid are studied. The results indicate that the EEF-induced adsorbed LC is composed of a bulk liquid layer and a near-surface boundary layer. Within the boundary layer, the nematic 5CB LC presents an anti-electroviscous effect which may be due to the EEF-induced ordered structure. According to the estimation from QCM measurements, this near-surface layer is about 100 nm thick under certain electric strength and is irreversible even after the EEF is removed. Based on a QCM model, the near-surface LC layer presents a decreased and irreversible viscosity as the EEF voltage increases against the reversible electro-viscous effect of the bulk 5CB liquid crystal measured by rheometer and Raman spectrum measurements. The anti-electroviscous effect of the near-surface 5CB layer is also proved by an improved boundary lubrication property tested on a tribometer. The coefficient of friction of 5CB LC after a preliminary induction of EEF is the lowest one compared to those without EEF and during the application of EEF. The unique anti-electroviscous property of near-surface 5CB LC revealed in this article suggests a potential method to actively reduce shear resistance in boundary lubrication and in microfluidics.     

孔隙深度对多孔储液介质摩擦学性能的影响研究

多孔储液介质凭借其独特的孔隙结构可以储存并释放润滑介质,具备良好的自润滑性能. 利用计算流体力学(CFD)方法研究了孔隙深度对多孔储液介质摩擦界面流体压力分布的影响;考虑气-液界面的弯月面力作用,研究了不同孔隙深度的多孔储液介质气-液承载模型以及气-液二相的最小压差分布规律. 基于模拟计算结果,采用3D打印技术制备了不同孔隙深度的多孔储液介质,进一步考察了孔隙深度对其摩擦学性能的影响. CFD模拟结果表明合理设计孔隙深度能够增强多孔储液介质的流体动压润滑效应,孔隙深度较低会使得润滑升力不足,孔隙深度过高又会使得孔隙中流体产生回流循环,削弱楔形效应. 气体进入多孔储液介质摩擦副表面后,在孔隙中形成气-液二相受压承载,其最大承载力随着孔隙深度的增加先升高后趋于平稳,但孔隙深度越小,对润滑作用的积极效果越显著. 摩擦试验表明多孔储液介质的摩擦系数随着孔隙深度的增加呈先降低后增加的趋势,与模拟计算结果一致. 因此合理设计多孔储液介质的孔隙深度,能优化多孔储液介质的润滑性能.